İ. Ü İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Prof. Dr. Filiz Aydın

Transkript

1 İ. Ü İstanbul Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı Prof. Dr. Filiz Aydın

2 Hücre iletişimi Tüm canlılar bulundukları çevreden sinyal alırlar ve yanıt verirler Bakteriler glukoz ve amino asit gibi besinlerin varlığını algılar.. Yüksek yapılı organizmalarda iletişim ise yüzlerce değişik tipteki moleküller aracılığı ile sağlanır

3 Bilgi paylaşımı Çok hücreli organizmalarda her bir hücre davranışını, birbirleri ile haberleşerek belirler Hücreler arasında bilgi alış verişi farklı moleküller ile sağlanır Bir hücre tarafından üretilen sinyal iletim molekülleri, diğer hücrede ifade edilen reseptörlere bağlanarak, hücrenin davranışını etkiler

4 Kimyasal yapısı ne olursa olsun sinyal molekülleri ligand adlandırılır ve özel reseptörlere bağlanarak hedef hücrelerde biyolojik bir yanıt başlatırlar.

5 Kimyasal yapıları farklı olan Sinyal molekülleri özel reseptörlere bağlanarak hedef hücrede biyolojik tepki başlatırlar

6 Sinyal in reseptöre bağlanması ile ne olur? Hücrenin; Metabolizması Hareketi Çoğalması Sağ kalımı Farklılaşmasını içeren, hemen tüm hücre davranışlarını düzenleyen bir seri hücre içi reaksiyon başlar

7 Sinyal moleküllerinin hücreleri uyarmaları farklı şekillerde olmaktadır

8 Bir çok sinyal molekülü sinyal gönderen hücrenin yüzeyinde bağlı kalır ve yalnızca temas halindeki hücreleri etkiler Bağışık yanıt oluşumunda ve gelişim süresince temas bağımlı sinyal iletimi önemlidir

9 Bir çok sinyal molekülü hücreden dışarı salgılanır Salgılanan moleküller hedeflere etki etmek için taşınabilir yada Lokal sinyaller olarak yalnızca yakın çevresini etkiler

10 Endokrin Parakrin Otokrin Sinaptik

11 Endokrin uyarı Endokrin hücrelerin salgıladıkları uyarı molekülleri hedef hücreye kan dolaşımı ile ulaşır

12 Endokrin sinyal iletimi/hormonlar HİPOTALAMUS EPİFİZ HİPOFİZ TİROİD

13 ENDOKRİN SİSTEM

14 Sinaptik uyarı Sinir hücreleri ile sinapslar arasındaki sinyalleri taşıyan nörotransmiterler komşu hücrelerin davranışlarını lokal olarak etkiler Yüksek konsantrasyon, hızlı uyarım

15 Parakrin uyarı Hedef hücre sinyal üreten hücreye çok yakındır Pankreasta somatostatin üreten hücreler glukagon ve insülin salgılayan A ve B hücrelerini etkiler

16 Otokrin uyarı Hücreler kendi salgıladıkları ürünlere cevap verebilir

17 Otokrin uyarı İmmün sistemde önemli Tümör hücrelerinde büyüme bağışık yanıtın düzenlenmesinde büyüme faktörleri ile düzensiz Aynı anda benzer hücrelerin sinyal üretmesi etkili bir uyarıma neden olur

18 Uyarı molekülleri hücreye iki yolla girer Yağda çözünebilir sinyaller Suda çözünebilen sinyaller Hücre dışı Membrana bağlı reseptör Sitoplazma Reseptör

19 Uyarı molekülleri hücreye iki yolla girer Suda çözünen sinyaller Hormonların çoğu Büyüme faktörleri Nörotransmitterler Lokal kimyasal mediatörler *Eicosanoidler -Hidrofilik özelliktedir - Çok hızlı etki - Hızlı yıkım Yağda çözünen sinyaller Tiroid hormonları Retinoik asit Steroid hormonlar -Hidrofobik özelliktedir - Taşıyıcı molekül - Kanda uzun süre kalırlar - Uzun süreli etki

20 Hücre yüzey reseptörleri Suda çözünen sinyal molekülleri hedef hücre üzerinde yer alan yüzey reseptörlerine bağlanır İyon kanalı bağlı Enzim bağlı G protein bağlı reseptörler olarak ayrılır

21 Hücre yüzey reseptörleri Ligant kapılı iyon kanalı G protein bağlı reseptörle Tirozin kinaz reseptörleri

22 İyon kanallarına bağlı reseptörler (transmitter kapılı iyon kanalları) Elektriksel olarak uyarılabilen hücrelerde çok hızlı Sinaptik sinyal iletiminde rol oynarlar İyonlara karşı seçici Spesifik uyarıya karşı açılır Asetil kolin Epinefrin Seratonin Histamin vb

23 Enzim bağlı reseptörler Tek geçişli integral membran proteinlerdir Ya doğrudan enzim aktivitesine sahiptirler Ya da ilişkide oldukları enzimleri aktif hale getirebilirler

24

25

26

27

28

29

30

31

32 G proteinine bağlı reseptörler

33 G proteinine bağlı reseptörler

34 Ligandın bağlanması reseptörde yapısal değişime neden olur Reseptör-ligand kompleksi G proteinine bağlanır G proteininde GDPGTP ile yer değiştirir Gα ayrılır ve adenil siklaza bağlanır ve camp sentezlenmesine neden olur GTP nin hidrlizi ile GDP oluşur, α birimi adenil siklazdan ayrılır

35 G protein ikinci haberci olarak sitozolde Ca +2 artışına neden olur

36 Farklı reseptör ligant etkileşimi benzer etki ile sitozolde Ca +2 artışına neden olabilir

37 G proteinleri membran enzimleri ve iyon kanallarını aktif hale getirebilir

38 Transmiter Sinyal mekanizması Amino asitler Glutamat Glisin GABA İyon kanalı, G-protein eşli İyon kanalı İyon kanalı Nükleotidler ATP İyon kanalı G-protein eşli Aminler Asetilkolin Epinefrin Norepinefrin Histamin dopamin İyon kanalları, G-protein eşli G-protein eşli G ve iyon kanalı eşli G-protein eşli G-protein eşli Nöropeptidler Kolesitokinin G-protein eşli

39 G proteinine bağlı hücre reseptörleri ile düzenlenen iki uyarı yolu Sinyal molekülü Reseptör G protein Enzim Sinyal molekülü camp Hücre iç aracılar Ca+2 HEDEF PROTEİN

40 İkinci haberciler camp ve Ca +2 Peptid hormonlar Etkilerini ikinci habercileri kullanarak gösterirler İkinci haberciler, Hedef enzim/proteinlere bağlanarak yapılarını ve aktivitelerini değiştirirler

41 Hücre uyarısında görev alan bazı G (GTP bağlayıcı proteinler) G protein tipi α alt birimi Görevi Gs α5 Adenil siklaz aktivitesi G1 αv Adenil siklaz inaktivasyonu Gp? Fosfolipaz C nin aktivasyonu G0 αo Beyinde, iyon kanallarının düzenlenemesi? Transducin Tα Omurgalılarda, gözde çomak hücrelerinde cgmp fosfoesterazın aktifleştirilmesi? ras - Hücre çoğalmasında büyüme faktörlerin uyarımı

42 Sitozolde Ca +2 artışına bağlı hücresel cevap Doku Ca +2 artışına neden olan hormon Hücresel yanıt Pankreas Asetil kolin Sindirim enzimlerinin salınımı Tükrük bezi Asetil kolin Amilaz salgılanması Pankreas (β hücreleri) Asetil kolin İnsülin salgılanması Mide düz kasları Asetil kolin Kasılma Mast hücreleri Antijen Histamin salınımı Karaciğer Vasopressin Glikojenin klukoza dönüşümü

43 Steroid hormon etkisi

44 Östrojen reseptörleri Östrojen-plazma protein kompleksi Plazma protein Östrojen Östrojen reseptörü Protein sentezi Aktif Östrojen reseptör kompleksi Translasyon Nüklear bölge Hücre çoğalması

45 Steroid /Tiroid hormon reseptörleri Sitozolik proteinlerdir

46

47 Hücre Hücre sinyalizasyonundaki aşamalar (1) (2) (3) 1) Sinyalleyici molekülün sentezi 2) Sinyalleyici molekülün salınması 3) Sinyalleyici molekülün hedef hücreye taşınması (4) (5) 4) Hedef hücre resptörüne bağlanma 5) Hücre içi sinyal oluşumu, gen ekspresyonu ve metabolizmadaki değişimler 6) Hücresel cevabın sonlanması (6) Büyüme, farklılaşma, apopitoz

48 HER-2 PROGRESYONU Kanser hücrelerinde HER-2 overekspresyonu ekstra protein reseptörlerin yüzeyde görünmesine neden olur Normal hücre Her-2 gen ürünü membran reseptörüdür. SONUÇ; Hücre büyümesinde ve proliferasyonunda artış ve daha agressif tümör hücreleri

49 Herceptin etkisi Büyüme faktörüne benzer reseptör

50

51

52

53 Teşekkürler